Plastisches Schwinden und Rissbildung in 3D-gedruckten Betonelementen – Mechanismen und Gegenmaßnahmen

Der 3D-Druck mit Beton hat das Potenzial, einen Durchbruch in der Baubranche zu erzielen. Einige Herausforderungen müssen jedoch bewältigt werden. Ein wichtiger Schritt für den Transfer der Technologie des 3D-Drucks von Beton in die Praxis liegt in der Minimierung und Vorbeugung des plastischen Schwindens von gedruckten Betonelementen. Das plastische Schwinden und die damit verbundene Rissbildung treten bereits in einem frühen Alter des Betons auf und können negative Auswirkungen auf die Haltbarkeit, Gebrauchstauglichkeit und Ästhetik haben. Die Abbildung zeigt die durch das plastische Schwinden verursachten Schäden in einem 3D-gedruckten Betonelement. Die Gründe für die erhöhte Gefahr eines ausgeprägten plastischen Schwindens und der Rissbildung im Zusammenhang mit dem 3D-Druck sind:
1) fehlende Schalung, um frisches Material vor Wasserverlust zu schützen,

2) Schwierigkeiten mit der Nachbehandlung,

3) Verwendung von Materialzusammensetzungen mit einem erhöhten Mehlkorn- und Leimgehalt.

Während die Problematik der Schwindrissbildung bei den mit den konventionellen Bauweisen hergestellten Betonbauteilen ausreichend erforscht ist, sind die Mechanismen und Maßnahmen zur Vorbeugung des plastischen Schwindens von 3D-gedruckten Betonbauteilen nur wenig erforscht. Im Rahmen eines Forschungsprojekts werden am Institut für Baustoffe, TU Dresden, die Mechanismen des plastischen Schwindens von 3D-gedruckten Betonstrukturen und der damit verbundenen Rissbildung analysiert, neue Ansätze zur Quantifizierung des plastischen Schwindens entwickelt und Vorbeugungsmaßnahmen ausgearbeitet.